Refine
Year of publication
Institute
- Fachbereich Medizintechnik und Technomathematik (2074)
- Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik (1184)
- Fachbereich Wirtschaftswissenschaften (1158)
- Fachbereich Energietechnik (1115)
- Fachbereich Chemie und Biotechnologie (912)
- Fachbereich Maschinenbau und Mechatronik (868)
- Fachbereich Luft- und Raumfahrttechnik (798)
- Fachbereich Bauingenieurwesen (711)
- IfB - Institut für Bioengineering (690)
- INB - Institut für Nano- und Biotechnologien (615)
Language
- German (5114)
- English (4909)
- Russian (14)
- Portuguese (6)
- Multiple languages (5)
- Spanish (3)
- Dutch (2)
- Italian (1)
Document Type
- Article (5646)
- Conference Proceeding (1639)
- Book (1079)
- Part of a Book (559)
- Bachelor Thesis (327)
- Patent (174)
- Report (101)
- Doctoral Thesis (79)
- Other (76)
- Administrative publication (76)
Keywords
- Amtliche Mitteilung (71)
- Bachelor (33)
- Aachen University of Applied Sciences (31)
- Master (31)
- Prüfungsordnung (31)
- Bauingenieurwesen (30)
- Lesbare Fassung (28)
- Biosensor (25)
- Fachhochschule Aachen (23)
- Illustration (23)
Zugriffsart
- campus (2147)
- weltweit (1860)
- bezahl (766)
- fachbereichsweit (FB4) (34)
Useful market simulations are key to the evaluation of diferent market designs existing of multiple market mechanisms or rules. Yet a simulation framework which has a comparison of diferent market mechanisms in mind was not found. The need to create an objective view on different sets of market rules while investigating meaningful agent strategies concludes that such a simulation framework is needed to advance the research on this subject. An overview of diferent existing market simulation models is given which also shows the research gap and the missing capabilities of those systems. Finally, a methodology is outlined how a novel market simulation which can answer the research questions can be developed.
Existing residential buildings have an average lifetime of 100 years. Many of these buildings will exist for at least another 50 years. To increase the efficiency of these buildings while keeping costs at reasonable rates, they can be retrofitted with sensors that deliver information to central control units for heating, ventilation and electricity. This retrofitting process should happen with minimal intervention into existing infrastructure and requires new approaches for sensor design and data transmission. At FH Aachen University of Applied Sciences, students of different disciplines work together to learn how to design, build, deploy and operate such sensors. The presented teaching project already created a low power design for a combined CO2, temperature and humidity measurement device that can be easily integrated into most home automation systems
Der S W A S H ist eine innovative Produktlösung zur Reduzierung von Pain Points beim alltäglichen Reinigen von Textilien. Schmutzige Kleidungsstücke müssen in Zukunft weniger mit Wasser und Waschmitteln in Berührung kommen. Dadurch minimiert sich der Ressourcenverbrauch, die Langlebigkeit der Kleidung wird erhöht und die umfangreiche Aufgabe des Waschens wird bequemer, ohne Einbußen in Sauberkeit und Hygiene haben zu müssen. Der S W A S H wird durch KI gesteuert und gewährleistet so eine kinderleichte Nutzbarkeit. Da er mit Wassertanks betrieben wird, benötigt man keinen Wasseranschluss und kann die Platzierung frei wählen. Durch den modularen und minimalistischen Aufbau kann er auf die Ästhetik des individuellen Wohnraums angepasst werden. Der Refresher mit Waschfunktion kann als freistehendes Möbelstück erworben oder in einen vorhandenen Kleiderschrank integriert werden.
Lesesessel im dänischen Stil
(2023)
Bei dem Möbel wurde Wert auf Nachhaltigkeit, Langlebigkeit und zeitloses Design gelegt. Ziel war es, ein Möbel zu entwerfen, welches bequem, minimalistisch und alltagstauglich ist. Der Sessel mit passendem Hocker besteht aus einem Holzgestell mit aufliegenden Polstern. Die Gestelle sind aus Rüsterholz mit handwerklichen Verbindungen gefertigt. Die Polster bestehen aus 10 cm dickem Schaumstoff, bezogen mit einem Chenille Möbelstoff. Durch lösbare Verbindungen und Sitzlatten, die in Austaschungen gesteckt werden, lassen sich die Möbel vom Endkunden leicht selbst aufbauen und ermöglichen einen flachen Versandkarton. Der Sessel lädt zum Entspannen und Lesen ein. Er ist bequem und gewährleistet dadurch ein stundenlanges Nutzen. „HVILE“ ein Ort der Ruhe und Eintritt in eine andere Welt.
ADIE : Keramische Fassaden- und Wandverkleidung - Funktion und Wirkung von Schönheit im Design
(2023)
„ADIE“ ist eine Produktfamilie von Keramikplatten und Fliesen mit dreidimensionaler Oberfläche, welche durch Form und Farbe Schönheit zum Ausdruck bringen. Sie sind sowohl im Kontext der Architektur als Fassadenverkleidung anwendbar als auch im Innenbereich als Wandverkleidung. Die Fähigkeit von Schönheit, unsere Umgebung zu transformieren, nimmt eine leitende Rolle in dieser Arbeit ein. Als Inspirationsquelle für die Entwürfe dienten Dinge, die dem allgemeinen Schönheitsempfinden entsprechen: Wasser, Blüten, der Himmel und andere Naturphänomene. Diese wurden abstrahiert, in Reliefs übersetzt und in drei unterschiedliche Module weiterentwickelt. Sie sind konzeptionell frei skalierbar und wurden in Kleinserie im Gussverfahren prototypisiert. Mit „ADIE“ sollte auf die Funktion von Schönheit im Design Bezug genommen werden und etwas entstehen, das einfach „nur“ schön ist.
VEKSLE
(2023)
Die beste Form der Nachhaltigkeit ist jahrzehntelange Freude. VEKSLE beschreibt eine Möbelkollektion, die sich in Zeiten des Überangebots und des ständigen Wohnraumwechsels anpasst. Die minimalistische Ästhetik mit hohem Sitzkomfort orientiert sich dabei an den Bedürfnissen von Verbraucher:innen und lässt sich im Laufe seiner Nutzungsperiode stetig an neue Einrichtungsstyles und Veränderungen anpassen. Als Verwandlungskünstler bereichert VEKSLE jeden Wohnraum. Die gesamte Serie ist unter Berücksichtigung der schnelllebigen und sich wandelnden Welt entworfen worden und beschreibt ein Konzept, bei dem sich alle Einzelteile kontinuierlich wechseln, pflegen und reparieren lassen. Die Kollektion ist den flexiblen Anforderungen des Menschen gewachsen, birgt für jeden die richtige Lösung und hinterlässt durch die Verwendung von natürlichen und recyclebaren Materialien nachhaltig Eindruck.
Blind Shopping
(2023)
Das Einkaufen in Einkaufszentren oder Ladenstraßen ist für Menschen ohne Sehbehinderung eine selbstverständliche Tätigkeit. Für Menschen mit Sehbehinderung gibt es bis heute keine Möglichkeit, sich ohne Hilfe von Familienmitgliedern, Freund:innen oder Pflegepersonal in einem Einkaufszentrum zurechtzufinden. Genau dieses Problem löst "NAVON.". Er ist ein intelligenter und smarter Blindenstock, welcher durch Ultraschalldistanzsensoren frühzeitig Hindernisse erkennt und die Möglichkeit bietet, den Betroffenen durch das Einkaufszentrum zu lotsen. Die Logik des Systems liegt innerhalb des Handgriffs, welcher die wichtigsten Einstellungen bzgl. Sprache und haptischer Bedienelemente steuert. Ebenfalls gibt er dem Betroffenen auch ein haptisches Feedback, um Hindernisse frühzeitig umgehen zu können. "NAVON." ist ein wichtiger Ansatz für eine neue Kategorie von Produkten und Blindenstöcken. Darüber hinaus birgt das Konzept auch weitere Potenziale für öffentliche Gebäude (Ämter, Krankenhäuser, etc..).
With the growing interest in small distributed sensors for the “Internet of Things”, more attention is being paid to energy harvesting techologies. Reducing or eliminating the need for external power sources or batteries make devices more self-sufficient, more reliable, and reduces maintenance requirements. The Wiegand effect is a proven technology for harvesting small amounts of electrical power from mechanical motion.
On the applicability of several tests to models with not identically distributed random effects
(2023)
We consider Kolmogorov–Smirnov and Cramér–von-Mises type tests for testing central symmetry, exchangeability, and independence. In the standard case, the tests are intended for the application to independent and identically distributed data with unknown distribution. The tests are available for multivariate data and bootstrap procedures are suitable to obtain critical values. We discuss the applicability of the tests to random effects models, where the random effects are independent but not necessarily identically distributed and with possibly unknown distributions. Theoretical results show the adequacy of the tests in this situation. The quality of the tests in models with random effects is investigated by simulations. Empirical results obtained confirm the theoretical findings. A real data example illustrates the application.
Direct methods comprising limit and shakedown analysis is a branch of computational mechanics. It plays a significant role in mechanical and civil engineering design. The concept of direct method aims to determinate the ultimate load bearing capacity of structures beyond the elastic range. For practical problems, the direct methods lead to nonlinear convex optimization problems with a large number of variables and onstraints. If strength and loading are random quantities, the problem of shakedown analysis is considered as stochastic programming. This paper presents a method so called chance constrained programming, an effective method of stochastic programming, to solve shakedown analysis problem under random condition of strength. In this our investigation, the loading is deterministic, the strength is distributed as normal or lognormal variables.
We consider time-dependent portfolios and discuss the allocation of changes in the risk of a portfolio to changes in the portfolio’s components. For this purpose we adopt established allocation principles. We also use our approach to obtain forecasts for changes in the risk of the portfolio’s components. To put the approach into practice we present an implementation based on the output of a simulation. Allocation is illustrated with an example portfolio in the context of Solvency II. The quality of the forecasts is investigated with an empirical study.
Enma ist eine Energiemanagement-Anwendung, die verschiedene Nutzer:innengruppen zusammenführt und damit den Prozess vereinfacht. Die aktuelle Energiekrise betrifft insbesondere Unternehmen, die in der Energieerzeugung tätig sind. Die Digitalisierung wird für Unternehmen in der Zukunft immer wichtiger und sie werden sich ihr nicht entziehen können. Daher benötigen insbesondere Unternehmen, die keinen dedizierten Energiemanager:innen beschäftigen, gezielte Unterstützung von Anwendungen. Auch Vertriebspartner:innen und Hersteller:innen von Produkten wie PV-Anlagen und Stromspeichern, die von solch einer Anwendung profitieren können, wollen ihren Kunden:innen Sicherheit und Unterstützung bieten. Dafür ist eine Anwendung erforderlich, die dies vereint. Das Ziel war es, das Backend von OpenEMS (Energiemanagementsystems) zu nutzen und zusätzlich einen menschenzentrierten und umweltfreundlichen Ansatz zu bieten. Um die Anwendung realistischer zu gestalten, wurde sie in Kooperation mit dem Unternehmen Voltfang entwickelt.
Rabbit Hole : welchen Einfluss digitale Plattformen auf rechte Radikalisierungsprozesse haben
(2023)
Obwohl 2019 als das Jahr rechtsterroristischer Anschläge weltweit gilt und die rechte Szene in den letzten Jahren auch in der gesellschaftlichen Mitte deutlich an Zuwachs gewinnen konnte, ist das Thema rund um rechtsextreme Online-Radikalisierung noch verhältnismäßig wenig erforscht. Laut Expert*innen ist dabei jeder Mensch potenziell für eine Radikalisierung anfällig, wenn es die Umstände begünstigen. Dass unsere Leben on- und offline immer weiter miteinander verschmelzen, erhöht die Gefahr für eine mögliche Radikalisierung zusätzlich. »Rabbit Hole« wurde als monothematisch erscheinende Bookazine-Reihe konzipiert, welche pro Ausgabe ein Thema rund um die Gefahren, Herausforderungen und Phänomene, die das Internet und digitale Plattformen mit sich bringen, beleuchtet. Sie soll zur Aufklärung von insbesondere jungen Erwachsenen beitragen. Die erste Ausgabe wurde beispielhaft ausgearbeitet.
Zan, Zendegi, Azadi
(2023)
Das Projekt „Zan, Zendegi, Azadi" (Frau, Leben, Freiheit) setzt sich mit der aktuellen Situation im Iran auseinander. Bereits nach der Machtübernahme der islamischen Republik im Jahr 1979 wird die iranische Bevölkerung durch das brutale Regime unterdrückt und zum Schweigen gezwungen. Dieser Druck hat sich lange aufgestaut und nun gibt es seit Jahren in größeren Abständen Proteste gegen die Regierung. Der gewaltsame Tod der kurdischen Iranerin Mahsā Jîna Amīnī in Polizeigewahrsam am 16.09.2022 hat eine beispiellose Welle des Protests in allen Landesteilen Irans ausgelöst. Ihr Protest wird von Frauen angeführt und hat sich in eine beeindruckende Welle des Widerstands und der Rebellion entwickelt. Die unterschiedlichen Medien in diesem Projekt wie Dokumentarfotografie, Illustration, Projektion und Texte geben Betrachter:innen einen Eindruck der unmittelbaren Wirkung der revolutionären Ereignisse und der Reaktion des totalitären Regimes auf die Betroffenen.
Wir werden alle eines Tages sterben. Obwohl – oder gerade weil – der Tod ein unausweichlicher Teil unseres Lebens ist, schreckt uns die Konversation über ihn und all seine Facetten ab, und die Furcht vor unserem eventuellen Ende bleibt bestehen. Jene Ehrfurcht hindert uns daran, das Ableben als mehr als nur den deprimierenden finalen Abschnitt unseres Seins zu betrachten. In ""Death & Decay"" wird sich mit den weniger bekannten Seiten des Todes auseinandergesetzt, denn das Ende unserer Existenz ist nicht gleich das Ende unserer Geschichte. Von kultureller Symbolik bis zu Tod unter unüblichen Umständen – ""Death & Decay"" nimmt Sie mit die Seiten des Todes kennenzulernen, die den meisten verborgen bleiben oder mit denen wir nie rechnen würden.
Film ab! Das Internationale Trickfilm-Festival Stuttgart ist seit 30 Jahren ein fester Bestandteil der internationalen Film- und Animations-Branche und zählt zu einer der renommiertesten Veranstaltungen. Das Festival ist ein Ort der Inspiration und des Austausches – die neusten Animationsfilme werden hier präsentiert, junge Talente entdeckt und gefördert. Im Fokus des neugestalteten Corporate Design steht die eigens entwickelte Schrift, welche den einzigartigen Charakter des Festivals widerspiegelt und so zum Trickfilm der Typografie wird. Das medienübergreifende Erscheinungsbild, in animierter oder statischer Form, kommuniziert so die qualitativ hochwertigen Inhalte des Festivals. Durch die dynamische und plakative Gestaltung wird das Festival zu einem unvergesslichen Erlebnis für alle Besucher:innen.
Das Multimar Wattforum ist das größte Informationszentrum zum Thema Wattenmeer in Deutschland. Auf über 3000 Quadratmetern können große und kleine Besucher:innen eine interaktive Ausstellung über Wale, Watt und Weltnaturerbe bestaunen. Das Wattenmeer ist ein ganz besonderer Lebensraum und bietet vielen Lebewesen Zuflucht. Es wird durch die Gezeiten geprägt, bei Ebbe trocken und der Sonne ausgesetzt, bei Flut nass und salzig. Das neue Erscheinungsbild für das Multimar Wattforum soll die zentralen Werte und Alleinstellungsmerkmale hervorheben und dem Informationszentrum helfen, seiner Aufgabe als bildende, wissenschaftliche und schützende Einrichtung gerecht zu werden. So wurde ein einheitliches und skalierbares Erscheinungsbild und eine flexible Bild- und Wortmarke entwickel
Den aktuellen Zustand unserer Welt positiv zu beeinflussen, ist ein übergeordnetes Ziel, welches nur kollektiv als Gesellschaft erreicht werden kann. Das Einsparen von Ressourcen ist ein leichter Weg für jede einzelne Person, um ihren Beitrag für dieses Ziel zu leisten. Doch wie bewegt man die Bevölkerung zum Sparen? Und was soll eingespart werden? Die Kampagne "Viva sin Agua” sensibilisiert für die Ressource Wasser und nutzt dabei den öffentlichen Raum. Aufgeklärt wird über das sogenannte virtuelle Wasser. Dieses fällt in teilweise extremen Mengen für die Produktion jeglicher Konsumwaren an. Das Ziel der Kampagne ist das Kennzeichnen dieses Wasserverbrauchs direkt am Produkt über eigene Labels. Dadurch soll ein Bewusstsein für den kritischen Kontext geschaffen und das allgemeine Konsumverhalten nachhaltig verändert werden.
Wetterbedingte Extremereignisse nehmen mit dem Klimawandel in vielen Regionen der Welt an Intensität und Häufigkeit zu. Immer wieder unterstreichen tragische Krisenvorfälle die Notwendigkeit der Aufklärung im Nachgang. Doch ausgerechnet wenn sich Leute über eins der aktuellsten und schwerwiegendsten Themen unserer heutigen Zeit informieren wollen, wird es dafür keinen konsistenten Kanal in Deutschland geben. Kassandra bietet die Möglichkeit, sich verständlich mit den Ereignissen und Missständen sachlich im Krisenbereich auseinanderzusetzen. Transparenz und Seriosität sind Schwerpunkte im qualitativ hochwertigen Bereich, die dabei von Wichtigkeit sind. Mit den Prinzipien des investigativen Journalismus schafft Kassandra als Onlineformat einen Denkanstoß, wie im Bereich der Krisenkommunikation eine Verbesserung stattfinden kann.
Jede Nacht aufs Neue begeben wir uns in einen Zustand äußerer Ruhe. Unser Bewusstsein geht dabei ganz oder teilweise verloren, wir reagieren vermindert auf äußere Reize, die meisten unserer Körperfunktionen sind aufgehoben und am nächsten Morgen erinnern wir uns maximal an Bruchteile der letzten Stunden: Wir schlafen. Doch was genau passiert mit uns in dieser Zeit? Welche Vorteile bringt es uns zu schlafen? Welche Bedeutung haben unsere Träume? Und wieso steigt die Zahl an Menschen, die unter Schlafstörungen leiden, rapide an? In 'Somnio' wird diesen und weiteren Fragen auf den Grund gegangen und ein Blick in die Welt des Schlafs geboten. Ziel dieser Publikation ist es, Licht in eine oft noch unbekannte und gleichzeitig unglaubliche Welt zu bringen. Eine Welt, in der jeder von uns im Durchschnitt immerhin ein Drittel seines Lebens verbringt.
This article describes an Internet of things (IoT) sensing device with a wireless interface which is powered by the energy-harvesting method of the Wiegand effect. The Wiegand effect, in contrast to continuous sources like photovoltaic or thermal harvesters, provides small amounts of energy discontinuously in pulsed mode. To enable an energy-self-sufficient operation of the sensing device with this pulsed energy source, the output energy of the Wiegand generator is maximized. This energy is used to power up the system and to acquire and process data like position, temperature or other resistively measurable quantities as well as transmit these data via an ultra-low-power ultra-wideband (UWB) data transmitter. A proof-of-concept system was built to prove the feasibility of the approach. The energy consumption of the system during start-up was analysed, traced back in detail to the individual components, compared to the generated energy and processed to identify further optimization options. Based on the proof of concept, an application prototype was developed.
Digitale Medien wollen gelernt sein : Kampagne für die "Medienscouts NRW" zur Kompetenzförderung
(2023)
,,Digitale Medien wollen gelernt sein" ist eine Kampagne für das Projekt Medienscouts. Hier werden im ersten Schritt interessierte Schüler:innen an weiterführenden Schulen zu Medienexpert:innen ausgebildet. Im Zweiten geben sie ihr Wissen an ihre Mitschüler:innen weiter und fungieren in ihren Schulen als gleichaltrige Ansprechpartner:innen bei Fragen oder Problemen. Um weitere Schüler:innen für das Projekt zu werben, konzentriert sich die Kampagne auf eine altersgerechte Social Media-Präsenz. Ebenso wie das Projekt gibt auch die Kampagne den teilnehmenden Medienscouts die Freiheit, ihre Erfahrungen und Tipps zu teilen. Hierzu ist ein praktikables Konzept entworfen worden, mit dem die Scouts fortlaufend ihre offiziellen Kanäle bespielen können.
Die Benin-Objekte wurden vor 126 Jahren durch britische Kolonialmächte aus ihrer Heimat geraubt. Sie wurden über die ganze Welt verstreut und ca. 1500 Stücke landeten auch in deutschen Museen. Bei den Objekten handelt es sich um das kulturelle Erbe und das Nationalarchiv eines Volkes. In „Raubgut“ finden die Leser:innen eine Zusammenführung aller Objekte, die sich in deutschen Museen befinden. „Raubgut“ ist das Ergebnis einer umfangreichen Recherche, in der die erste Zusammenführung auf bildlicher Ebene in einem Bildarchiv, auf textlicher Ebene u. a. in einer einzigartigen Inventarliste sowie in Texten zum ehemaligen Königreich, dem Kolonialismus und weiteren Themen gegeben ist. Nach all den Jahren wurde am 01. Juli 2022 die vollständige Eigentumsübertragung an Nigeria beschlossen. Ob das nun der Grundstein für die Entwicklung der Restitutionsdebatte war, wird sich in Zukunft zeigen.
Academia ist eine berufsbegleitende Bildungsplattform für Designer:innen. Die Mission der Plattform ist es, Designer:innen während ihres kreativen Ausbildungsweges und auch lange nach ihrem Berufseinstieg zu begleiten und zu unterstützen. Durch Videokurse, Online-Lehrveranstaltungen, etwa Gruppenseminare, Design Talks und Challenges sollen Nutzer:innen passend auf ihre Interessen und ihrem Niveau entsprechend gefördert werden. Academias Fokus liegt auf eine nachhaltige Weiterentwicklung der Fähigkeiten und der fachlichen Expertise.
Die Bachelorarbeit „Gemüsevolle Aussichten“ / „Eine bunte Sammlung essbarer Pflanzenteile“ umfasst eine illustrative Auseinandersetzung, bunte Sammlung essbarer Pflanzenteile (Gemüse). Mit ihr entsteht ein visueller Anreiz, sich mehr mit dem gesunden Nahrungsmittel auseinanderzusetzen. Viele Kinder sowie Erwachsene kennen viele Gemüsesorten überhaupt nicht, Gemüse wie z. B. Schwarzwurzeln, Pastinaken oder gar Fenchel ist oftmals wenig bekannt. Mit der Arbeit wird ein informeller, illustrativer Überblick über Gemüse geschaffen, um zum Beispiel auch über die Inhaltsstoffe zu informieren. Denn viele wissen gar nicht, was eigentlich in dem wertvollen Nahrungsmitteln steckt, wie gut ein regelmäßiger Konsum von Gemüse eigentlich für uns ist. Dabei hat der tägliche Konsum von verschiedenen Gemüsesorten nicht nur eine Auswirkung auf die körperliche sondern auch auf die mentale Gesundheit. Viele Gemüsesorten beinhalten bestimmte Vitamine oder weitere Inhaltsstoffe, die sich positiv auf unsere Psyche auswirken und dazu beitragen, zum Bespiel einen depressiven Zustand zu verbessern. Auch die Umwelt kann von einem häufigeren Konsum von Gemüse anstatt Fleisch profitieren. Denn bei der Produktion von Fleisch entsteht viel mehr Kohlenstoffdioxid als bei der Produktion von Gemüse. Auch der Anteil des virtuellen Wassers ist bei der Produktion von Fleisch viel höher. Das Projekt besteht aus einem fadengebundenen Hardcover-Buch und einer Poster-Serie. Zu Beginn der Arbeit wird eine allgemeine Einleitung in das Thema Gemüse gegeben. Im folgenden Hauptteil werden verschiedene Gemüsegruppen und einige der zugehörigen Sorten visuell und informativ erklärt. Bei der Poster-Serie wurden die sechs Hauptfarben, die jeweiligen Gemüseillustrationen separiert und im Stil der Arbeit nummeriert benannt. Mit dem Projekt soll die Unwissenheit über viele Gemüsesorten gesenkt und der Konsum von weniger Fleisch und mehr Gemüse angeregt werden.
Unsere Welt funktioniert seit jeher völlig rechtsorientiert. Rechtshändigkeit stellt die Norm dar, während Linkshändigkeit eine Besonderheit ist – ein Phänomen, oder gar eine Kuriosität, welche im Laufe der Menschheitsgeschichte bei Weitem nicht so akzeptiert wurde wie in der Gegenwart. Das Buch „Auf links gedreht“ thematisiert die Wahrnehmung der linken Seite in der Vergangenheit und sensibilisiert für die Probleme von Linkshänder:innen in der heutigen Zeit. Ein Buch, fernab der Norm, mit einer Gestaltung ausgelegt auf die Linkshändigkeit. Es führt Rechtshänder:innen die Problematik vor Augen. So wird sich nicht nur inhaltlich für eine händigkeitsneutrale Gestaltung eingesetzt. Ein Buch über die linke Hand, gestaltet für die linke Hand.
Familienbezogene Sozialleistungen sind wichtige Bestandteile eines Sozialstaats: Nicht nur helfen sie Kindern und Familien bei der Bewältigung ihres Alltags, vielmehr sichern sie ein ̈würdevolles Zusammenleben, gleichen in Teilen soziale Unterschiede aus und korrigieren ungleiche Startchancen. Chancengleichheit ist kein triviales Thema: Eine Gesellschaft, die auf sozialen Grundpfeilern aufbaut, muss ständig die Umsetzung dieses eigenen Anspruchs bewerten. Finanzielle Mittel, die deswegen angeboten werden, sind nur dann wirksam, wenn sie Betroffene erreichen.
Die Nicht-Inanspruchnahme von Sozialleistungen ist ein komplexes Problem. Als Ursache wird gemeinhin die Attraktivität der Leistungen genannt. Vielfach sind aber die Kommunikation und die Informationsbeschaffung entscheidende Faktoren, warum Hilfe ungenutzt bleibt. In dem Projekt ist demgemäß zu erörtern, wie über zeitgemäße digitale Instrumente das Angebot und die Leistungen der Familienkasse zugänglich, barrierearm und intuitiv gestaltet werden können.
What does the word 'home' means and at what age do we give it meaning? Many of us grew up in one, in a home that our parents, grandparents, aunts, uncles and relatives shaped. Who, as we grew up, taught us about the world from their perspective as we interpreted and saw it for the first time and with it, its colors, its smells, its tastes, its sounds, its dances, and its languages.
When we migrate, we take all that with us, like a piece of luggage that was stored in some corner inside a lung, or inside the memory in a heart’s artery. And then you arrive in this new world, which we were told was the Old World, with other colors, other flavors, other words, in which yours no longer make sense. And you try to connect with all your senses, but, above all, we try to belong, because we belonged all our lives to something, to someone, to some place where we learned to be.
When we migrate, without saying, we go through the grieve that comes with the beautiful discomfort of leaving everything we once knew. We mourn, because we can’t go to lunch at our grandmas on Sundays, or have mom bring us soup when we are sick, or the Christmas meals and celebrations that we like so much, or that special dish that was made for us on our birthdays or on a family BBQ on a Sunday or a holiday.
I wonder if emotions come inside us through the taste and respiratory track, if it is that we breathe life, and with that what we love finds its ways inside and finds its corner somewhere in the body.
If what we have loved and what we have lived hides somewhere in our body, I doubtlessly think it came in through one of our senses, and in this attempt at my first illustrated book I’ll share which, I think, are the senses through which at first instance part of what we perceive as cultural identity enters.
Shiba Moments ist ein 2D-Top-Down-Abenteuer Story-Spiel über die Wertschätzung der Zeit, die wir mit unseren Haustieren verbringen. Als Hundebesitzerin Conny wandert der / die Spieler:in durch eine Shiba-Traumwelt, die vergangene Momente mit ihrem Hund assoziieren und sich mit eigenen seltsamen Träumen vermischen. Die Spieler:innen erwartet eine Geschichte voller Emotionen, dunklem Humor und verrückter Ereignisse!
This work proposes a hybrid algorithm combining an Artificial Neural Network (ANN) with a conventional local path planner to navigate UAVs efficiently in various unknown urban environments. The proposed method of a Hybrid Artificial Neural Network Avoidance System is called HANNAS. The ANN analyses a video stream and classifies the current environment. This information about the current Environment is used to set several control parameters of a conventional local path planner, the 3DVFH*. The local path planner then plans the path toward a specific goal point based on distance data from a depth camera. We trained and tested a state-of-the-art image segmentation algorithm, PP-LiteSeg. The proposed HANNAS method reaches a failure probability of 17%, which is less than half the failure probability of the baseline and around half the failure probability of an improved, bio-inspired version of the 3DVFH*. The proposed HANNAS method does not show any disadvantages regarding flight time or flight distance.
Zeit spielt in unser aller Leben eine allgegenwärtige Rolle. Sie ist immer da, war schon immer da und nimmt ihren Lauf, ganz egal was wir tun. Aber was macht die Zeit und was hat sie für einen Einfluss auf uns? Ist sie unsere ständige Begleiterin oder unsere »Gegnerin«? Wie unterschiedlich wir auf Zeit blicken können, was sie bewirkt und wie unser Umgang mit ihr das Leben beeinflusst, zeigt die Reihe an monothematischen Magazinen »about time«. Das Thema wird aus unterschiedlichsten Blickwinkeln beleuchtet und soll so eine gewisse Sensibilität für den Umgang mit der eigenen Zeit schaffen — denn sie ist am Ende das Wertvollste, das bleibt.
Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (KHI), Aachen University of Applied Sciences, and B&B-AGEMA GmbH have investigated the potential of low NOx micro-mix (MMX) hydrogen combustion and its application to an industrial gas turbine combustor. Engine demonstration tests of a MMX combustor for the M1A-17 gas turbine with a co-generation system were conducted in the hydrogen-fueled power generation plant in Kobe City, Japan.
This paper presents the results of the commissioning test and the combined heat and power (CHP) supply demonstration. In the commissioning test, grid interconnection, loading tests and load cut-off tests were successfully conducted. All measurement results satisfied the Japanese environmental regulation values. Dust and soot as well as SOx were not detected. The NOx emissions were below 84 ppmv at 15 % O2. The noise level at the site boundary was below 60 dB. The vibration at the site boundary was below 45 dB.
During the combined heat and power supply demonstration, heat and power were supplied to neighboring public facilities with the MMX combustion technology and 100 % hydrogen fuel. The electric power output reached 1800 kW at which the NOx emissions were 72 ppmv at 15 % O2, and 60 %RH. Combustion instabilities were not observed. The gas turbine efficiency was improved by about 1 % compared to a non-premixed type combustor with water injection as NOx reduction method. During a total equivalent operation time of 1040 hours, all combustor parts, the M1A-17 gas turbine as such, and the co-generation system were without any issues.
Dynamic loads significantly impact the structural design of propeller blades due to fatigue and static strength. Since propellers are elastic structures, deformations and aerodynamic loads are coupled. In the past, propeller manufacturers established procedures to determine unsteady aerodynamic loads and the structural response with analytical steady-state calculations. According to the approach, aeroelastic coupling primarily consists of torsional deformations. They neglect bending deformations, deformation velocities, and inertia terms. This paper validates the assumptions above for a General Aviation propeller and a lift propeller for urban air mobility or large cargo drones. Fully coupled reduced-order simulations determine the dynamic loads in the time domain. A quasi-steady blade element momentum approach transfers loads to one-dimensional finite beam elements. The simulation results are in relatively good agreement with the analytical method for the General Aviation propeller but show increasing errors for the slender lift propeller. The analytical approach is modified to consider the induced velocities. Still, inertia and velocity proportional terms play a significant role for the lift propeller due to increased elasticity. The assumption that only torsional deformations significantly impact the dynamic loads of propellers is not valid. Adequate determination of dynamic loads of such designs requires coupled aeroelastic simulations or advanced analytical procedures.
This paper presents an approach to predicting the sound exposure on the ground caused by a landing aircraft with recuperating propellers. The noise source along the trajectory of a flight specified for a steeper approach is simulated based on measurements of sound power levels and additional parameters of a single propeller placed in a wind tunnel. To validate the measured data/measurement results, these simulations are also supported by overflight measurements of a test aircraft. It is shown that the simple source models of propellers do not provide fully satisfactory results since the sound levels are estimated too low. Nevertheless, with a further reference comparison, margins for an acceptable increase in the sound power level of the aircraft on its now steeper approach path could be estimated. Thus, in this case, a +7 dB increase in SWL would not increase the SEL compared to the conventional approach within only 2 km ahead of the airfield.
Motile cilia are hair-like cell extensions that beat periodically to generate fluid flow along various epithelial tissues within the body. In dense multiciliated carpets, cilia were shown to exhibit a remarkable coordination of their beat in the form of traveling metachronal waves, a phenomenon which supposedly enhances fluid transport. Yet, how cilia coordinate their regular beat in multiciliated epithelia to move fluids remains insufficiently understood, particularly due to lack of rigorous quantification. We combine experiments, novel analysis tools, and theory to address this knowledge gap. To investigate collective dynamics of cilia, we studied zebrafish multiciliated epithelia in the nose and the brain. We focused mainly on the zebrafish nose, due to its conserved properties with other ciliated tissues and its superior accessibility for non-invasive imaging. We revealed that cilia are synchronized only locally and that the size of local synchronization domains increases with the viscosity of the surrounding medium. Even though synchronization is local only, we observed global patterns of traveling metachronal waves across the zebrafish multiciliated epithelium. Intriguingly, these global wave direction patterns are conserved across individual fish, but different for left and right noses, unveiling a chiral asymmetry of metachronal coordination. To understand the implications of synchronization for fluid pumping, we used a computational model of a regular array of cilia. We found that local metachronal synchronization prevents steric collisions, i.e., cilia colliding with each other, and improves fluid pumping in dense cilia carpets, but hardly affects the direction of fluid flow. In conclusion, we show that local synchronization together with tissue-scale cilia alignment coincide and generate metachronal wave patterns in multiciliated epithelia, which enhance their physiological function of fluid pumping.
Assistance systems have been widely adopted in the manufacturing sector to facilitate various processes and tasks in production environments. However, existing systems are mostly equipped with rigid functional logic and do not provide individual user experiences or adapt to their capabilities. This work integrates human factors in assistance systems by adjusting the hardware and instruction presented to the workers’ cognitive and physical demands. A modular system architecture is designed accordingly, which allows a flexible component exchange according to the user and the work task. Gamification, the use of game elements in non-gaming contexts, has been further adopted in this work to provide level-based instructions and personalised feedback. The developed framework is validated by applying it to a manual workstation for industrial assembly routines.
High aerodynamic efficiency requires propellers with high aspect ratios, while propeller sweep potentially reduces noise. Propeller sweep and high aspect ratios increase elasticity and coupling of structural mechanics and aerodynamics, affecting the propeller performance and noise. Therefore, this paper analyzes the influence of elasticity on forward-swept, backward-swept, and unswept propellers in hover conditions. A reduced-order blade element momentum approach is coupled with a one-dimensional Timoshenko beam theory and Farassat's formulation 1A. The results of the aeroelastic simulation are used as input for the aeroacoustic calculation. The analysis shows that elasticity influences noise radiation because thickness and loading noise respond differently to deformations. In the case of the backward-swept propeller, the location of the maximum sound pressure level shifts forward by 0.5 °, while in the case of the forward-swept propeller, it shifts backward by 0.5 °. Therefore, aeroacoustic optimization requires the consideration of propeller deformation.
Next-generation aircraft designs often incorporate multiple large propellers attached along the wingspan. These highly flexible dynamic systems can exhibit uncommon aeroelastic instabilities, which should be carefully investigated to ensure safe operation. The interaction between the propeller and the wing is of particular importance. It is known that whirl flutter is stabilized by wing motion and wing aerodynamics. This paper investigates the effect of a propeller onto wing flutter as a function of span position and mounting stiffness between the propeller and wing. The analysis of a comparison between a tractor and pusher configuration has shown that the coupled system is more stable than the standalone wing for propeller positions near the wing tip for both configurations. The wing fluttermechanism is mostly affected by the mass of the propeller and the resulting change in eigenfrequencies of the wing. For very weak mounting stiffnesses, whirl flutter occurs, which was shown to be stabilized compared to a standalone propeller due to wing motion. On the other hand, the pusher configuration is, as to be expected, the more critical configuration due to the attached mass behind the elastic axis.
Based on the European Space Agency (ESA) Science in Space Environment (SciSpacE) community White Paper “Human Physiology – Musculoskeletal system”, this perspective highlights unmet needs and suggests new avenues for future studies in musculoskeletal research to enable crewed exploration missions. The musculoskeletal system is essential for sustaining physical function and energy metabolism, and the maintenance of health during exploration missions, and consequently mission success, will be tightly linked to musculoskeletal function. Data collection from current space missions from pre-, during-, and post-flight periods would provide important information to understand and ultimately offset musculoskeletal alterations during long-term spaceflight. In addition, understanding the kinetics of the different components of the musculoskeletal system in parallel with a detailed description of the molecular mechanisms driving these alterations appears to be the best approach to address potential musculoskeletal problems that future exploratory-mission crew will face. These research efforts should be accompanied by technical advances in molecular and phenotypic monitoring tools to provide in-flight real-time feedback.
Flexible fuel operation of a Dry-Low-NOx Micromix Combustor with Variable Hydrogen Methane Mixture
(2022)
The role of hydrogen (H2) as a carbon-free energy carrier is discussed since decades for reducing greenhouse gas emissions. As bridge technology towards a hydrogen-based energy supply, fuel mixtures of natural gas or methane (CH4) and hydrogen are possible.
The paper presents the first test results of a low-emission Micromix combustor designed for flexible-fuel operation with variable H2/CH4 mixtures. The numerical and experimental approach for considering variable fuel mixtures instead of recently investigated pure hydrogen is described.
In the experimental studies, a first generation FuelFlex Micromix combustor geometry is tested at atmospheric pressure at gas turbine operating conditions corresponding to part- and full-load. The H2/CH4 fuel mixture composition is varied between 57 and 100 vol.% hydrogen content.
Despite the challenges flexible-fuel operation poses onto the design of a combustion system, the evaluated FuelFlex Micromix prototype shows a significant low NOx performance
The Cramér-von-Mises distance is applied to the distribution of the excess over a confidence level. Asymptotics of related statistics are investigated, and it is seen that the obtained limit distributions differ from the classical ones. For that reason, quantiles of the new limit distributions are given and new bootstrap techniques for approximation purposes are introduced and justified. The results motivate new one-sample goodness-of-fit tests for the distribution of the excess over a confidence level and a new confidence interval for the related fitting error. Simulation studies investigate size and power of the tests as well as coverage probabilities of the confidence interval in the finite sample case. A practice-oriented application of the Cramér-von-Mises tests is the determination of an appropriate confidence level for the fitting approach. The adoption of the idea to the well-known problem of threshold detection in the context of peaks over threshold modelling is sketched and illustrated by data examples.
In this paper, we provide an analytical study of the transmission eigenvalue problem with two conductivity parameters. We will assume that the underlying physical model is given by the scattering of a plane wave for an isotropic scatterer. In previous studies, this eigenvalue problem was analyzed with one conductive boundary parameter whereas we will consider the case of two parameters. We prove the existence and discreteness of the transmission eigenvalues as well as study the dependence on the physical parameters. We are able to prove monotonicity of the first transmission eigenvalue with respect to the parameters and consider the limiting procedure as the second boundary parameter vanishes. Lastly, we provide extensive numerical experiments to validate the theoretical work.
Künstliche Intelligenz (KI) hat die Designbranche erreicht, doch die Angst, dass KI Designer:innen die Arbeitsplätze wegnimmt, ist unbegründet. Künstliche Intelligenz kann Designer:innen als Werkzeug dienen. Durch das Zusammenspiel von Designer:innen und KI entstehen innerhalb von kürzester Zeit neuartige Kreationen. Das Projekt „Designexperiments with Artificial Intelligence“ ist eine Sammlung von visuellen Experimenten, welche mit der Hilfe von künstlicher Intelligenz durchgeführt wurden. Eines dieser Experimente wird in Form einer Installation ausgestellt. Dabei werden die Besucher*innen aufgefordert mit der Maschine zusammen ein Bild zu gestalten. Dieser Input wird anschließend von einer KI verarbeitet. Das Projekt „Designexperimente with Artificial Intelligence“ ist ein Versuch, mittels künstlicher Intelligenz eine neue Ästhetik zu finden.
Fan sein bedeutet für viele Menschen unterschiedliche Dinge. Viele würden sich selber vielleicht nicht mal als Solche bezeichnen. Nichtsdestotrotz gibt es etwas, das diese Gruppe von Menschen verbindet: Die gemeinsame Leidenschaft für eine bestimmte Sache, die sie im Alltag nicht missen wollen. In Deutschland alleine würden sich 47.900.000 Menschen selber als Fußball-Fan bezeichnen. Und natürlich lässt sich nicht jeder dieser Menschen in den selben Topf werfen. Die Publikation „59 von 47.900.00 Fußball-Fans“ beschäftigt sich mit 59 dieser Fans, verschiedenen Wissenschaftler*innen und Psycholog*innen, um dem Fan-Sein auf den Grund zu gehen. Warum sind Menschen überhaupt Fußball-Fans? Was macht Fan-Sein aus? Und wer sind diese Ultras?
siso - lerne was du willst
(2023)
Kinder konsumieren heutzutage für viele Stunden am Tag soziale Medien. Jedoch sind die Inhalte auf diesen Plattformen oftmals nur oberflächlich und bieten wenig bis keinen Mehrwert durch z. B. zusätzliches Wissen. Dabei lernen Kinder einfacher, wenn ihr Interesse am Thema geweckt ist und sie Spaß an der Beschäftigung haben. Die individuellen Interessen der Kinder – und damit die möglichen Lerninhalte – sind vielfältig. Eine mögliche Lösung hierfür ist siso. Siso ist eine Lernplattform, die sich dadurch auszeichnet, dass Kinder ihren Interessen nachgehen sowie neue Fertigkeiten und Fähigkeiten erlernen können. Des Weiteren regt siso die Nutzer*innen durch Aufgaben dazu an, selbst aktiv zu werden. Durch die in der Anwendung verbaute soziale Komponente können Kinder sich auch über ihre Interessen austauschen und dadurch neue Freunde finden.
Die Auswirkungen psychischer Erkrankungen stellen ein zunehmendes Thema in unserer Gesellschaft dar. Allein in Deutschland erkranken jedes Jahr ein Viertel aller Menschen psychisch. Besonders seit der Pandemie wächst die Nachfrage nach psychotherapeutischer Behandlung stetig an, wodurch die Wartelisten in den Praxen immer länger werden. Betroffene müssen oft ein halbes Jahr oder länger auf einen Therapieplatz warten und sind gezwungen zu nehmen, was gerade frei ist. Dabei ist es für den Therapieerfolg essenziell, dass nicht nur die Therapie auf einen abgestimmt ist, sondern auch die Chemie zwischen Therapeut:in und Patient:in passt. OpenCouch ist eine Anwendung, die Betroffene bei der Therapieplatzsuche unterstützen soll, indem sie Informationen und Tools zur Verfügung stellt, um trotz der geringen Verfügbarkeit einen Therapieplatz finden zu können, der einen Behandlungserfolg garantiert.
Künstliche Intelligenz (KI) wird heute vielfältig eingesetzt, so auch im Bereich der Sprache. Persönliche Assistent:innen und Chatbots beeindrucken, da sie so etwas Vielschichtiges wie die menschliche Sprache beherrschen. Dass Maschinen dabei nur komplexen mathematischen Regeln folgen, ist den meisten klar. Doch was verbirgt sich hinter dem vermeintlichen „Sprachverständnis“ einer KI? Word Embeddings bilden eine numerische Repräsentation von Sprache ab und dienen einem Machine Learning Algorithmus als eine Art „Wortschatz“, mit dem gerechnet werden kann. Das Projekt bildet einen hundertdimensionalen Word Embedding Datensatz auf verschiedene Weise und mittels explorierbarer interaktiver Tools ab. Kombiniert mit Erklärungen und eigenen Erkenntnissen finden sich diese Tools in einem Blog, der fachfremden Einsteigenden ins Thema KI erste tiefergehende Einblicke „hinter die Kulissen“ bieten soll."
Roverandom : eine illustrative Aufarbeitung und Neuinterpretation des Kinderbuches von J.R.R Tolkien
(2023)
Die Geschichte „Roverandom“ von J.R.R Tolkien lädt auf eine spannende Reise an der Seite des kleinen Hundes Rover ein, welche zum Mond und in die Tiefsee, vorbei an Zauberern und Drachen führt. Um das Abenteuer Tolkiens neu aufleben zu lassen, befasst sich dieses Projekt mit der illustrativen Aufarbeitung der Geschichte. Auf Grundlage der Betrachtung von Inspirationen und eigenen Illustrationen des englischen Schriftstellers entwickelte sich eine einheitliche Gestaltung innerhalb des Projekts. Durch die Kombination analoger und digitaler Medien entstanden über 40 Illustrationen, welche verschiedenste Szenen visualisieren und so die Welt des kleinen Hundes Rover auf eine anschauliche Art und Weise darstellen. Die Geschichte „Roverandom“ wird so durch eine ganz eigene Bildsprache visuell begleitet und für interessierte Leser:innen neu geöffnet.
Gestaltung und Programmierung dynamischer Motion-Design Plakate zwecks Kommunikation der Theaterstücke des Düsseldorfer Schauspielhauses. Der Fokus liegt dabei auf der Typografie und ihrer intrinsischen Bewegung. Der technische Fortschritt bietet viele neue Möglichkeiten im Umgang mit Schrift. Diese Arbeit dient dazu, mithilfe von aktuellen Techniken einen neuen Ansatz im Bereich Gestaltung mit Schrift, sowie Variable Fonts, in Kombination mit Motion-Design aufzuzeigen. Dies wird anhand von Eigenschaften der Schrift und der inhaltlichen Ebene, ohne die Buchstaben dabei zu dekonstruieren, umgesetzt. Die Bewegungen werden dann in das Format Plakat übertragen und dargestellt.
Narzissmus ist ein vielgenutzter Begriff. Häufig wird er im Kontext toxischer Beziehungen verwendet. Nur selten wird das Leben von Frauen thematisiert, deren Mutter narzisstisch ist. Die Graphic Novel „Niemals gut genug“ leistet einen Beitrag zu diesem wenig beachteten Thema. „Niemals gut genug“ schildert anhand von illustrierten Kurzgeschichten alltägliche Situationen von Töchtern narzisstischer Mütter. Die Kurzgeschichten berücksichtigen die Vielfalt narzisstischer Persönlichkeitsstörungen und werfen ein Schlaglicht auf die Vergangenheit narzisstischer Mütter. Dadurch rückt auch die transgenerationale Weitergabe von Narzissmus in den Fokus. „Niemals gut genug“ stellt einen einfühlsamen Zugang zu diesem sensiblen Thema dar und hilft dadurch Betroffenen beim Verstehen und Genesen.
Der experimentelle Tanzfilm „Farfilia“ behandelt die Beziehung einer Tochter zu ihrem Vater. Beide Parteien funktionieren sehr unterschiedlich, denken, kommunizieren und leben in völlig verschiedenen Welten. Es findet ein Konflikt zwischen den Generationen statt, zwischen zwei sehr gegensätzlichen Prägungen und Charakteren. Die zwei Welten unterscheiden sich nicht nur in ihrer Visualität, sondern durch die in ihr lebenden und handelnden zwei Hauptprotagonist*innen, welches bildgestalterisch durch ein Zusammenspiel von Cinematographie, Choreographie und Setting ausgearbeitet und dargestellt wird. Durch die gemeinsame Wirkung vieler unterschiedlicher Gestaltungsmittel soll eine Geschichte erzählt werden, in der sich beide Welten aufeinander zu bewegen und am Ende Elemente der jeweils anderen Welt in sich aufnehmen und für die eigene Empfindung in der jeweiligen Umgebung adaptieren.
Massenwohnungsbau in Berlin : eine Publikation zur Architektur des Massenwohnungsbaus in Berlin
(2023)
Berlin. Eine Stadt, die immer weiter wächst und beinahe aus allen Nähten platzt. Doch das Problem ist kein neues, denn bereits seit den 1920er-Jahren ist der Wohnraummangel in Berlin ein bekanntes Thema und immer wieder mussten hierfür in den letzten 100 Jahren Lösungen gefunden werden. Diese Publikation dokumentiert einen Querschnitt der Massenwohnbauten in Berlin, welche seit dem ersten Weltkrieg und auch insbesondere nach der Teilung der Stadt für die Unterbringung großer Menschenmengen konzipiert und gebaut wurden. Das Buch klärt über die Entstehung der Viertel und Gebäude auf, enthält Interviews einiger Bewohner*innen und bietet zudem fotografisch einen Blick hinter die Fassaden. Das Ziel ist es, das Thema Massenwohnraum vorzustellen und durch die detaillierten Einblicke die damit verknüpften – meist negativen – Stigmata abzubauen.
Field-effect EIS (electrolyte-insulator-semiconductor) sensors modified with a positively charged weak polyelectrolyte layer have been applied for the electrical detection of DNA (deoxyribonucleic acid) immobilization and hybridization by the intrinsic molecular charge. The EIS sensors are able to detect the existence of target DNA amplicons in PCR (polymerase chain reaction) samples and thus, can be used as tool for a quick verification of DNA amplification and the successful PCR process. Due to their miniaturized setup, compatibility with advanced micro- and nanotechnologies, and ability to detect biomolecules by their intrinsic molecular charge, those sensors can serve as possible platform for the development of label-free DNA chips. Possible application fields as well as challenges and limitations will be discussed.
Past earthquakes demonstrated the high vulnerability of industrial facilities equipped with complex process technologies leading to serious damage of the process equipment and multiple and simultaneous release of hazardous substances in industrial facilities. Nevertheless, the design of industrial plants is inadequately described in recent codes and guidelines, as they do not consider the dynamic interaction between the structure and the installations and thus the effect of seismic response of the installations on the response of the structure and vice versa. The current code-based approach for the seismic design of industrial facilities is considered not enough for ensure proper safety conditions against exceptional event entailing loss of content and related consequences. Accordingly, SPIF project (Seismic Performance of Multi- Component Systems in Special Risk Industrial Facilities) was proposed within the framework of the European H2020 - SERA funding scheme (Seismology and Earthquake Engineering Research Infrastructure Alliance for Europe). The objective of the SPIF project is the investigation of the seismic behavior of a representative industrial structure equipped with complex process technology by means of shaking table tests. The test structure is a three-story moment resisting steel frame with vertical and horizontal vessels and cabinets, arranged on the three levels and connected by pipes. The dynamic behavior of the test structure and installations is investigated with and without base isolation. Furthermore, both firmly anchored and isolated components are taken into account to compare their dynamic behavior and interactions with each other. Artificial and synthetic ground motions are applied to study the seismic response at different PGA levels. After each test, dynamic identification measurements are carried out to characterize the system condition. The contribution presents the numerical simulations to calibrate the tests on the prototype, the experimental setup of the investigated structure and installations, selected measurement data and finally describes preliminary experimental results.
The feasibility of light-addressed detection and manipulation of pH gradients inside an electrochemical microfluidic cell was studied. Local pH changes, induced by a light-addressable electrode (LAE), were detected using a light-addressable potentiometric sensor (LAPS) with different measurement modes representing an actuator-sensor system. Biosensor functionality was examined depending on locally induced pH gradients with the help of the model enzyme penicillinase, which had been immobilized in the microfluidic channel. The surface morphology of the LAE and enzyme-functionalized LAPS was studied by scanning electron microscopy. Furthermore, the penicillin sensitivity of the LAPS inside the microfluidic channel was determined with regard to the analyte’s pH influence on the enzymatic reaction rate. In a final experiment, the LAE-controlled pH inhibition of the enzyme activity was monitored by the LAPS.
Utilizing an appropriate enzyme immobilization strategy is crucial for designing enzyme-based biosensors. Plant virus-like particles represent ideal nanoscaffolds for an extremely dense and precise immobilization of enzymes, due to their regular shape, high surface-to-volume ratio and high density of surface binding sites. In the present work, tobacco mosaic virus (TMV) particles were applied for the co-immobilization of penicillinase and urease onto the gate surface of a field-effect electrolyte-insulator-semiconductor capacitor (EISCAP) with a p-Si-SiO₂-Ta₂O₅ layer structure for the sequential detection of penicillin and urea. The TMV-assisted bi-enzyme EISCAP biosensor exhibited a high urea and penicillin sensitivity of 54 and 85 mV/dec, respectively, in the concentration range of 0.1–3 mM. For comparison, the characteristics of single-enzyme EISCAP biosensors modified with TMV particles immobilized with either penicillinase or urease were also investigated. The surface morphology of the TMV-modified Ta₂O₅-gate was analyzed by scanning electron microscopy. Additionally, the bi-enzyme EISCAP was applied to mimic an XOR (Exclusive OR) enzyme logic gate.
Bacterial cellulose (BC) is a biopolymer produced by different microorganisms, but in biotechnological practice, Komagataeibacter xylinus is used. The micro- and nanofibrillar structure of BC, which forms many different-sized pores, creates prerequisites for the introduction of other polymers into it, including those synthesized by other microorganisms. The study aims to develop a cocultivation system of BC and prebiotic producers to obtain BC-based composite material with prebiotic activity. In this study, pullulan (PUL) was found to stimulate the growth of the probiotic strain Lactobacillus rhamnosus GG better than the other microbial polysaccharides gellan and xanthan. BC/PUL biocomposite with prebiotic properties was obtained by cocultivation of Komagataeibacter xylinus and Aureobasidium pullulans, BC and PUL producers respectively, on molasses medium. The inclusion of PUL in BC is proved gravimetrically by scanning electron microscopy and by Fourier transformed infrared spectroscopy. Cocultivation demonstrated a composite effect on the aggregation and binding of BC fibers, which led to a significant improvement in mechanical properties. The developed approach for “grafting” of prebiotic activity on BC allows preparation of environmentally friendly composites of better quality.
We present a concise mini overview on the approaches to the disposal of nuclear waste currently used or deployed. The disposal of nuclear waste is the end point of nuclear waste management (NWM) activities and is the emplacement of waste in an appropriate facility without the intention to retrieve it. The IAEA has developed an internationally accepted classification scheme based on the end points of NWM, which is used as guidance. Retention times needed for safe isolation of waste radionuclides are estimated based on the radiotoxicity of nuclear waste. Disposal facilities usually rely on a multi-barrier defence system to isolate the waste from the biosphere, which comprises the natural geological barrier and the engineered barrier system. Disposal facilities could be of a trench type, vaults, tunnels, shafts, boreholes, or mined repositories. A graded approach relates the depth of the disposal facilities’ location with the level of hazard. Disposal practices demonstrate the reliability of nuclear waste disposal with minimal expected impacts on the environment and humans.
A capacitive electrolyte-insulator-semiconductor (EISCAP) biosensor modified with Tobacco mosaic virus (TMV) particles for the detection of acetoin is presented. The enzyme acetoin reductase (AR) was immobilized on the surface of the EISCAP using TMV particles as nanoscaffolds. The study focused on the optimization of the TMV-assisted AR immobilization on the Ta 2 O 5 -gate EISCAP surface. The TMV-assisted acetoin EISCAPs were electrochemically characterized by means of leakage-current, capacitance-voltage, and constant-capacitance measurements. The TMV-modified transducer surface was studied via scanning electron microscopy.
Acetoin and diacetyl have a major impact on the flavor of alcoholic beverages such as wine or beer. Therefore, their measurement is important during the fermentation process. Until now, gas chromatographic techniques have typically been applied; however, these require expensive laboratory equipment and trained staff, and do not allow for online monitoring. In this work, a capacitive electrolyte–insulator–semiconductor sensor modified with tobacco mosaic virus (TMV) particles as enzyme nanocarriers for the detection of acetoin and diacetyl is presented. The enzyme acetoin reductase from Alkalihalobacillus clausii DSM 8716ᵀ is immobilized via biotin–streptavidin affinity, binding to the surface of the TMV particles. The TMV-assisted biosensor is electrochemically characterized by means of leakage–current, capacitance–voltage, and constant capacitance measurements. In this paper, the novel biosensor is studied regarding its sensitivity and long-term stability in buffer solution. Moreover, the TMV-assisted capacitive field-effect sensor is applied for the detection of diacetyl for the first time. The measurement of acetoin and diacetyl with the same sensor setup is demonstrated. Finally, the successive detection of acetoin and diacetyl in buffer and in diluted beer is studied by tuning the sensitivity of the biosensor using the pH value of the measurement solution.
An improved and convenient ninhydrin assay for aminoacylase activity measurements was developed using the commercial EZ Nin™ reagent. Alternative reagents from literature were also evaluated and compared. The addition of DMSO to the reagent enhanced the solubility of Ruhemann's purple (RP). Furthermore, we found that the use of a basic, aqueous buffer enhances stability of RP. An acidic protocol for the quantification of lysine was developed by addition of glacial acetic acid. The assay allows for parallel processing in a 96-well format with measurements microtiter plates.
The subtilase family (S8), a member of the clan SB of serine proteases are ubiquitous in all kingdoms of life and fulfil different physiological functions. Subtilases are divided in several groups and especially subtilisins are of interest as they are used in various industrial sectors. Therefore, we searched for new subtilisin sequences of the family Bacillaceae using a data mining approach. The obtained 1,400 sequences were phylogenetically classified in the context of the subtilase family. This required an updated comprehensive overview of the different groups within this family. To fill this gap, we conducted a phylogenetic survey of the S8 family with characterised holotypes derived from the MEROPS database. The analysis revealed the presence of eight previously uncharacterised groups and 13 subgroups within the S8 family. The sequences that emerged from the data mining with the set filter parameters were mainly assigned to the subtilisin subgroups of true subtilisins, high-alkaline subtilisins, and phylogenetically intermediate subtilisins and represent an excellent source for new subtilisin candidates.
Dass der Stress im Krankenhaus eine Belastung für das Klinikpersonal darstellt, ist eine allseits bekannte Tatsache. Das liegt an dem anstrengenden Klinikalltag, welcher die Mitarbeiter:innen auf Belastungsprobe stellt. Lange Dienste und Überstunden, wenig Pausen und hohe Arbeitsverdichtung, Nacht- und Schichtdienst, zudem auch die aufwendige Dokumentation und ̈Bürokratie. Timewise behandelt die Thematik der Dienstplanerstellung im Krankenhaus unter der Berücksichtigung der psychischen und physischen Gesundheit des Klinikpersonals im Nacht- und Schichtdienst. Essenzielle Funktionen sind kürzere Kommunikationswege und eine gute Übersicht über den Soll-Ist-Abgleich inklusive Überstunden, Minusstunden, Abwesenheiten und den monatlichen Lohn. Der einfache Schichttausch und die Option der Berücksichtigung individueller Präferenzen und Wünsche ermöglicht es dem Personal, die Arbeit und das private Leben besser miteinander vereinen zu können, was sich positiv auf die Arbeitszufriedenheit auswirkt.
A methodology for assessment, seismic verification and strengthening of existing masonry buildings is presented in this paper. The verification is performed using a calculation model calibrated with the results from ambient vibration measurements. The calibrated model serves as an input for a deformation-based verification procedure based on the Capacity Spectrum Method (CSM). The bearing capacity of the building is calculated from experimental capacity curves of the individual walls idealized with bilinear elastic-perfectly plastic curves. The experimental capacity curves were obtained from in-plane cyclic loading tests on unreinforced and strengthened masonry walls with reinforced concrete jackets. The seismic action is compared with the load-bearing capacity of the building considering non-linear material behavior with its post-peak capacity. The application of the CSM to masonry buildings and the influence of a traditional strengthening method are demonstrated on the example of a public school building in Skopje, Macedonia.
Seit Jahrhunderten tragen Hebammen die Verantwortung für neues Leben und geben ihre Erfahrungen und ihr Können weiter. Trotz dieser ehrwürdigen Aufgabe gehören sie zu einer kleinen Berufsgruppe, die viel zu oft unterschätzt, überlastet und unterbezahlt wird. Sie sind Begleiter*innen in einer der sensibelsten und emotionalsten Zeiten des Lebens. Die Unterstützung einer Hebamme gewährleistet Aufklärung und Beistand während der Schwangerschaft, der Geburt und der Zeit im Wochenbett.
Das Projekt »Die Hebamme« ist ein Berufsportrait. Die Arbeit gibt Einblicke in die Tätigkeit und seine verschiedenen Bereiche und erzählt dabei hauptsächlich in Bildern. Zusätzlich berichten Hebammen aus unterschiedlichen Blickwinkeln über ihre Arbeit. Dieses Portrait stellt die Realtität der Arbeit dar und soll die Bedeutung der Tätigkeit näher bringen.
Kinder sind bei der Suche nach Antworten auf ihre Fragen in unserer medialen Gesellschaft stark mit dem digitalen Raum konfrontiert. Diese Medien können bei einer nicht kindergerechten Benutzung wichtige Entwicklungsprozesse hindern. Im Gegensatz dazu geben diese aber auch die Möglichkeit, Kindern wichtige Denkgewohnheiten beizubringen und sie besser auf die Zukunft vorzubereiten. Ziel der Arbeit ist es, eine Verbindung zwischen der analogen und digitalen Welt herzustellen und ein vielfältiges Lernen zu ermöglichen. Die App „miela“ schafft eine neue Ebene der Wissensvermittlung durch die Kombination von digitaler und analoger Welt. Das Userinterface ist altersentsprechend gestaltet und bietet unterschiedliche Themenfelder an, wobei die Wissensvermittlung und die Kreativität im Fokus stehen. Eine Zusammenarbeit mit der Toniebox als digitale Erweiterung kann weitere Themenfelder anbieten.
An interdisciplinary view on humane interfaces for digital shadows in the internet of production
(2022)
Digital shadows play a central role for the next generation industrial internet, also known as Internet of Production (IoP). However, prior research has not considered systematically how human actors interact with digital shadows, shaping their potential for success. To address this research gap, we assembled an interdisciplinary team of authors from diverse areas of human-centered research to propose and discuss design and research recommendations for the implementation of industrial user interfaces for digital shadows, as they are currently conceptualized for the IoP. Based on the four use cases of decision support systems, knowledge sharing in global production networks, human-robot collaboration, and monitoring employee workload, we derive recommendations for interface design and enhancing workers’ capabilities. This analysis is extended by introducing requirements from the higher-level perspectives of governance and organization.
The seismic performance and safety of major European industrial facilities has a global interest for Europe, its citizens and economy. A potential major disaster at an industrial site could affect several countries, probably far beyond the country where it is located. However, the seismic design and safety assessment of these facilities is practically based on national, often outdated seismic hazard assessment studies, due to many reasons, including the absence of a reliable, commonly developed seismic hazard model for whole Europe. This important gap is no more existing, as the 2020 European Seismic Hazard Model ESHM20 was released in December 2021. In this paper we investigate the expected impact of the adoption of ESHM20 on the seismic demand for industrial facilities, through the comparison of the ESHM20 probabilistic hazard at the sites where industrial facilities are located with the respective national and European regulations. The goal of this preliminary work in the framework of Working Group 13 of the European Association for Earthquake Engineering (EAEE), is to identify potential inadequacies in the design and safety control of existing industrial facilities and to highlight the expected impact of the adoption of the new European Seismic Hazard Model on the design of new industrial facilities and the safety assessment of existing ones.
Masonry infill walls are the most traditional enclosure system that is still widely used in RC frame buildings all over the world, particularly in seismic active regions. Although infill walls are usually neglected in seismic design, during an earthquake event they are subjected to in-plane and out-of-plane forces that can act separately or simultaneously. Since observations of damage to buildings after recent earthquakes showed detrimental effects of in-plane and out-of-plane load interaction on infill walls, the number of studies that focus on influence of in-plane damage on out-of-plane response has significantly increased. However, most of the xperimental campaigns have considered only solid infills and there is a lack of combined in-plane and out-of-plane experimental tests on masonry infills with openings, although windows and doors strongly affect seismic performance. In this paper, two types of experimental tests on infills with window openings are presented. The first is a pure out-of-plane test and the second one is a sequential in-plane and out-of-plane test aimed at investigating the effects of existing in-plane damage on outof-plane response. Additionally, findings from two tests with similar load procedure that were carried out on fully infilled RC frames in the scope of the same project are used for comparison. Test results clearly show that window opening increased vulnerability of infills to combined seismic actions and that prevention of damage in infills with openings is of the utmost importance for seismic safety.
Recent earthquakes showed that low-rise URM buildings following codecompliant seismic design and details behaved in general very well without substantial damages. Although advances in simulation tools make nonlinear calculation methods more readily accessible to designers, linear analyses will still be the standard design method for years to come. The present paper aims to improve the linear seismic design method by providing a proper definition of the q-factor of URM buildings. Values of q-factors are derived for low-rise URM buildings with rigid diaphragms, with reference to modern structural configurations realized in low to moderate seismic areas of Italy and Germany. The behaviour factor components for deformation and energy dissipation capacity and for overstrength due to the redistribution of forces are derived by means of pushover analyses. As a result of the investigations, rationally based values of the behaviour factor q to be used in linear analyses in the range of 2.0 to 3.0 are proposed.
In many historical centres in Europe, stone masonry buildings are part of building aggregates, which developed when the layout of the city or village was densified. In these aggregates, adjacent buildings share structural walls to support floors and roofs. Meanwhile, the masonry walls of the façades of adjacent buildings are often connected by dry joints since adjacent buildings were constructed at different times. Observations after for example the recent Central Italy earthquakes showed that the dry joints between the building units were often the first elements to be damaged. As a result, the joints opened up leading to pounding between the building units and a complicated interaction at floor and roof beam supports. The analysis of such building aggregates is very challenging and modelling guidelines do not exist. Advances in the development of analysis methods have been impeded by the lack of experimental data on the seismic response of such aggregates. The objective of the project AIMS (Seismic Testing of Adjacent Interacting Masonry Structures), included in the H2020 project SERA, is to provide such experimental data by testing an aggregate of two buildings under two horizontal components of dynamic
excitation. The test unit is built at half-scale, with a two-storey building and a one-storey building. The buildings share one common wall while the façade walls are connected by dry joints. The floors are at different heights leading to a complex dynamic response of this smallest possible building aggregate. The shake table test is conducted at the LNEC seismic testing facility. The testing sequence comprises four levels of shaking: 25%, 50%, 75% and 100% of nominal shaking table capacity. Extensive instrumentation, including accelerometers, displacement transducers and optical measurement systems, provides detailed information on the building aggregate response. Special attention is paid to the interface opening, the globa
In many historical centers in Europe, stone masonry is part of building aggregates, which developed when the layout of the city or village was densified. The analysis of such building aggregates is very challenging and modelling guidelines missing. Advances in the development of analysis methods have been impeded by the lack of experimental data on the seismic response of such aggregates. The SERA project AIMS (Seismic Testing of Adjacent Interacting Masonry Structures) provides such experimental data by testing an aggregate of two buildings under two horizontal components of dynamic excitation. With the aim to advance the modelling of unreinforced masonry aggregates, a blind prediction competition is organized before the experimental campaign. Each group has been provided a complete set of construction drawings, material properties, testing sequence and the list of measurements to be reported. The applied modelling approaches span from equivalent frame models to Finite Element models using shell elements and discrete element models with solid elements. This paper compares the first entries, regarding the modelling approaches, results in terms of base shear, roof displacements, interface openings, and the failure modes.
Reinforced concrete frames with masonry infill walls are popular form of construction all over the world as well in seismic regions. While severe earthquakes can cause high level of damage of both reinforced concrete and masonry infills, earthquakes of lower to medium intensity some-times can cause significant level of damage of masonry infill walls. Especially important is the level of damage of face loaded infill masonry walls (out-of-plane direction) as out-of-plane load cannot only bring high level of damage to the wall, it can also be life-threating for the people near the wall. The response in out-of-plane direction directly depends on the prior in-plane damage, as previous investigation shown that it decreases resistance capacity of the in-fills. Behaviour of infill masonry walls with and without prior in-plane load is investigated in the experimental campaign and the results are presented in this paper. These results are later compared with analytical approaches for the out-of-plane resistance from the literature. Conclusions based on the experimental campaign on the influence of prior in-plane damage on the out-of-plane response of infill walls are compared with the conclusions from other authors who investigated the same problematic.
Experimental investigation of behaviour of masonry infilled RC frames under out-of-plane loading
(2021)
Masonry infills are commonly used as exterior or interior walls in reinforced concrete (RC) frame structures and they can be encountered all over the world, including earthquake prone regions. Since the middle of the 20th century the behaviour of these non-structural elements under seismic loading has been studied in numerous experimental campaigns. However, most of the studies were carried out by means of in-plane tests, while there is a lack of out-of-plane experimental investigations. In this paper, the out-of-plane tests carried out on full scale masonry infilled frames are described. The results of the out-of-plane tests are presented in terms of force-displacement curves and measured out-of-plane displacements. Finally, the reliability of existing analytical approaches developed to estimate the out-of-plane strength of masonry infills is examined on presented experimental results.
Nowadays modern high-performance buildings and facilities are equipped with monitoring systems and sensors to control building characteristics like energy consumption, temperature pattern and structural safety. The visualization and interpretation of sensor data is typically based on simple spreadsheets and non-standardized user-oriented solutions, which makes it difficult for building owners, facility managers and decision-makers to evaluate and understand the data. The solution of this problem in the future are integrated BIM-Sensor approaches which allow the generation of BIM models incorporating all relevant information of monitoring systems. These approaches support both the dynamic visualization of key structural performance parameters, the effective long-term management of sensor data based on BIM and provide a user-friendly interface to communicate with various stakeholders. A major benefit for the end user is the use of the BIM software architecture, which is the future standard anyway. In the following, the application of the integrated BIM-Sensor approach is illustrated for a typical industrial facility as a part of an early warning and rapid response system for earthquake events currently developed in the research project “ROBUST” with financial support by the German Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (BMWI).
Seismic vulnerability estimation of existing structures is unquestionably interesting topic of high priority, particularly after earthquake events. Having in mind the vast number of old masonry buildings in North Macedonia serving as public institutions, it is evident that the structural assessment of these buildings is an issue of great importance. In this paper, a comprehensive methodology for the development of seismic fragility curves of existing masonry buildings is presented. A scenario – based method that incorporates the knowledge of the tectonic style of the considered region, the active fault characterization, the earth crust model and the historical seismicity (determined via the Neo Deterministic approach) is used for calculation of the necessary response spectra. The capacity of the investigated masonry buildings has been determined by using nonlinear static analysis. MINEA software (SDA Engineering) is used for verification of the structural safety of the structures Performance point, obtained from the intersection of the capacity of the building and the spectra used, is selected as a response parameter. The thresholds of the spectral displacement are obtained by splitting the capacity curve into five parts, utilizing empirical formulas which are represented as a function of yield displacement and ultimate displacement. As a result, four levels of damage limit states are determined. A maximum likelihood estimation procedure for the process of fragility curves determination is noted as a final step in the proposed procedure. As a result, region specific series of vulnerability curves for structures are defined.
This paper describes the concept of an innovative, interdisciplinary, user-oriented earthquake warning and rapid response system coupled with a structural health monitoring system (SHM), capable to detect structural damages in real time. The novel system is based on interconnected decentralized seismic and structural health monitoring sensors. It is developed and will be exemplarily applied on critical infrastructures in Lower Rhine Region, in particular on a road bridge and within a chemical industrial facility. A communication network is responsible to exchange information between sensors and forward warnings and status reports about infrastructures’health condition to the concerned recipients (e.g., facility operators, local authorities). Safety measures such as emergency shutdowns are activated to mitigate structural damages and damage propagation. Local monitoring systems of the infrastructures are integrated in BIM models. The visualization of sensor data and the graphic representation of the detected damages provide spatial content to sensors data and serve as a useful and effective tool for the decision-making processes after an earthquake in the region under consideration.
Past earthquakes demonstrated the high vulnerability of industrial facilities equipped with complex process technologies leading to serious damage of the process equipment and multiple and simultaneous release of hazardous substances in industrial facilities. Nevertheless, the design of industrial plants is inadequately described in recent codes and guidelines, as they do not consider the dynamic interaction between the structure and the installations and thus the effect of seismic response of the installations on the response of the structure and vice versa. The current code-based approach for the seismic design of industrial facilities is considered not enough for ensure proper safety conditions against exceptional event entailing loss of content and related consequences. Accordingly, SPIF project (Seismic Performance of Multi-Component Systems in Special Risk Industrial Facilities) was proposed within the framework of the European H2020 - SERA funding scheme (Seismology and Earthquake Engineering Research Infrastructure Alliance for Europe). The objective of the SPIF project is the investigation of the seismic behaviour of a representative industrial structure equipped with complex process technology by means of shaking table tests. The test structure is a three-story moment resisting steel frame with vertical and horizontal vessels and cabinets, arranged on the three levels and connected by pipes. The dynamic behaviour of the test structure and of its relative several installations is investigated. Furthermore, both process components and primary structure interactions are considered and analyzed. Several PGA-scaled artificial ground motions are applied to study the seismic response at different levels. After each test, dynamic identification measurements are carried out to characterize the system condition. The contribution presents the experimental setup of the investigated structure and installations, selected measurement data and describes the obtained damage. Furthermore, important findings for the definition of performance limits, the effectiveness of floor response spectra in industrial facilities will be presented and discussed.
Seismic behavior of an existing unreinforced masonry building built pre-modern code, located in the City of Ohrid, Republic of North Macedonia has been investigated in this paper. The analyzed school building is selected as an archetype in an ongoing project named “Seismic vulnerability assessment of existing masonry structures in Republic of North Macedonia (SeismoWall)”. Two independent segments were included in this research: Seismic hazard assessment by creating a cite specific response spectra and Seismic vulnerability definition by creating a region - specific series of vulnerability curves for the chosen building topology. A reliable Seismic Hazard Assessment for a selected region is a crucial point for performing a seismic risk analysis of a characteristic building class. In that manner, a scenario – based method that incorporates together the knowledge of tectonic style of the considered region, the active fault characterization, the earth crust model and the historical seismicity named Neo Deterministic approach is used for calculation of the response spectra for the location of the building. Variations of the rupturing process are taken into account in the nucleation point of the rupture, in the rupture velocity pattern and in the istribution of the slip on the fault. The results obtained from the multiple scenarios are obtained as an envelope of the response spectra computed for the cite using the procedure Maximum Credible Seismic Input (MCSI). Capacity of the selected building has been determined by using nonlinear static analysis. MINEA software (SDA Engineering) was used for verification of the structural safety of the chosen unreinforced masonry structure. In the process of optimization of the number of samples, computational cost required in a Monte Carlo simulation is significantly reduced since the simulation is performed on a polynomial response surface function for prediction of the structural response. Performance point, found as the intersection of the capacity of the building and the spectra used, is chosen as a response parameter. Five levels of damage limit states based on the capacity curve of the building are defined in dependency on the yield displacement and the maximum displacement. Maximum likelihood estimation procedure is utilized in the process of vulnerability curves determination. As a result, region specific series of vulnerability curves for the chosen type of masonry structures are defined. The obtained probabilities of exceedance a specific damage states as a result from vulnerability curves are compared with the observed damages happened after the earthquake in July 2017 in the City of Ohrid, North Macedonia.
Masonry is used in many buildings not only for load-bearing walls, but also for non-load-bearing enclosure elements in the form of infill walls. Many studies confirmed that infill walls interact with the surrounding reinforced concrete frame, thus changing dynamic characteristics of the structure. Consequently, masonry infills cannot be neglected in the design process. However, although the relevant standards contain requirements for infill walls, they do not describe how these requirements are to be met concretely. This leads in practice to the fact that the infill walls are neither dimensioned nor constructed correctly. The evidence of this fact is confirmed by the recent earthquakes, which have led to enormous damages, sometimes followed by the total collapse of buildings and loss of human lives. Recently, the increasing effort has been dedicated to the approach of decoupling of masonry infills from the frame elements by introducing the gap in between. This helps in removing the interaction between infills and frame, but raises the question of out-of-plane stability of the panel. This paper presents the results of the experimental campaign showing the out-of-plane behavior of masonry infills decoupled with the system called INODIS (Innovative decoupled infill system), developed within the European project INSYSME (Innovative Systems for Earthquake Resistant Masonry Enclosures in Reinforced Concrete Buildings). Full scale specimens were subjected to the different loading conditions and combinations of in-plane and out-of-plane loading. Out-of-plane capacity of the masonry infills with the INODIS system is compared with traditionally constructed infills, showing that INODIS system provides reliable out-of-plane connection under various loading conditions. In contrast, traditional infills performed very poor in the case of combined and simultaneously applied in-plane and out-of-plane loading, experiencing brittle behavior under small in-plane drifts followed by high out-of-plane displacements. Decoupled infills with the INODIS system have remained stable under out-of-plane loads, even after reaching high in-plane drifts and being damaged.
Masonry infill walls are commonly used in reinforced concrete (RC) frame structures, also in seismically active areas, although they often experience serious damage during earthquakes. One of the main reasons for their poor behaviour is the connection to the frame, which is usually constructed using mortar. This paper describes the novel solution for infill/frame connection based on application of elastomeric material between them. The system called INODIS (Innovative Decoupled Infill System) has the aim to postpone the activation of infill in in-plane direction and at the same time to provide sufficient out-of-plane support. First, experimental tests on infilled frame specimens are presented and the comparison of the results between traditionally infilled frames and infilled frames with the INODIS system are given. The results are then used for calibration and validation of numerical model, which can be further employed for investigating the influence of some material parameters on the behaviour of infilled frames with the INODIS system.
Im Rahmen des europäischen Verbundprojekts INSYSME wurden von den deutschen Partnern die Systeme IMES und INODIS zur Verbesserung des seismischen Verhaltens von ausgefachten Stahlbetonrahmen entwickelt. Ziel beider Systeme ist es, Stahlbetonrahmen und Ausfachung zu entkoppeln, anstatt die Tragfähigkeit durch aufwendige und kostspielige zusätzliche Bewehrungseinlagen zu erhöhen. Erste Ergebnisse des Systems IMES für Belastungen in und senkrecht zu der Wandebene werden vorgestellt.
Im Rahmen des europäischen Verbundprojekts INSYSME wurden von den deutschen Partnern die Systeme IMES und INODIS zur Verbesserung des seismischen Verhaltens von ausgefachten Stahlbetonrahmen entwickelt. Ziel beider Systeme ist es, Stahlbetonrahmen und Ausfachung zu entkoppeln, anstatt die Tragfähigkeit durch aufwendige und kostspielige zusätzliche Bewehrungseinlagen zu erhöhen. Erste Ergebnisse des Systems IMES für Belastungen in und senkrecht zu der Wandebene werden vorgestellt.
In this study, an online multi-sensing platform was engineered to simultaneously evaluate various process parameters of food package sterilization using gaseous hydrogen peroxide (H₂O₂). The platform enabled the validation of critical aseptic parameters. In parallel, one series of microbiological count reduction tests was performed using highly resistant spores of B. atrophaeus DSM 675 to act as the reference method for sterility validation. By means of the multi-sensing platform together with microbiological tests, we examined sterilization process parameters to define the most effective conditions with regards to the highest spore kill rate necessary for aseptic packaging. As these parameters are mutually associated, a correlation between different factors was elaborated. The resulting correlation indicated the need for specific conditions regarding the applied H₂O₂ gas temperature, the gas flow and concentration, the relative humidity and the exposure time. Finally, the novel multi-sensing platform together with the mobile electronic readout setup allowed for the online and on-site monitoring of the sterilization process, selecting the best conditions for sterility and, at the same time, reducing the use of the time-consuming and costly microbiological tests that are currently used in the food package industry.
Multi-dimensional fragility analysis of a RC building with components using response surface method
(2017)
Conventional fragility curves describe the vulnerability of the main structure under external hazards. However, in complex structures such as nuclear power plants, the safety or the risk depends also on the components associated with a system. The classical fault tree analysis gives an overall view of the failure and contains several subsystems to the main event, however, the interactions in the subsystems are not well represented. In order to represent the interaction of the components, a method suggested by Cimellaro et al. (2006) using multidimensional performance limit state functions to obtain the system fragility curves is adopted. This approach gives the possibility of deriving the cumulative fragility taking into account the interaction of the response of different components. In this paper, this approach is used to evaluate seismic risk of a representative electrical building infrastructure, including the component, of a nuclear power plant. A simplified model of the structure, with nonlinear material behavior is employed for the analysis in Abaqus©. The input variables considered are the material parameters, boundary conditions and the seismic input. The variability of the seismic input is obtained from selected ground motion time histories of spectrum compatible synthetic ccelerograms. Unlike the usual Monte Carlo methods used for the probabilistic analysis of the structure, a computationally effective response surface method is used. This method reduces the computational effort of the calculations by reducing the required
number of samples.
This paper presents a new SIMO radar system based on a harmonic radar (HR) stepped frequency continuous wave (SFCW) architecture. Simple tags that can be electronically individually activated and deactivated via a DC control voltage were developed and combined to form an MO array field. This HR operates in the entire 2.45 GHz ISM band for transmitting the illumination signal and receives at twice the stimulus frequency and bandwidth centered around 4.9 GHz. This paper presents the development, the basic theory of a HR system for the characterization of objects placed into the propagation path in-between the radar and the reflectors (similar to a free-space measurement with a network analyzer) as well as first measurements performed by the system. Further detailed measurement series will be made available later on to other researchers to develop AI and machine learning based signal processing routines or synthetic aperture radar algorithms for imaging, object recognition, and feature extraction. For this purpose, the necessary information is published in this paper. It is explained in detail why this SIMO-HR can be an attractive solution augmenting or replacing existing systems for radar measurements in production technology for material under test measurements and as a simplified MIMO system. The novel HR transfer function, which is a basis for researchers and developers for material characterization or imaging algorithms, is introduced and metrologically verified in a well traceable coaxial setup.
An approach to automatically generate a dynamic energy simulation model in Modelica for a single existing building is presented. It aims at collecting data about the status quo in the preparation of energy retrofits with low effort and costs. The proposed method starts from a polygon model of the outer building envelope obtained from photogrammetrically generated point clouds. The open-source tools TEASER and AixLib are used for data enrichment and model generation. A case study was conducted on a single-family house. The resulting model can accurately reproduce the internal air temperatures during synthetical heating up and cooling down. Modelled and measured whole building heat transfer coefficients (HTC) agree within a 12% range. A sensitivity analysis emphasises the importance of accurate window characterisations and justifies the use of a very simplified interior geometry. Uncertainties arising from the use of archetype U-values are estimated by comparing different typologies, with best- and worst-case estimates showing differences in pre-retrofit heat demand of about ±20% to the average; however, as the assumptions made are permitted by some national standards, the method is already close to practical applicability and opens up a path to quickly estimate possible financial and energy savings after refurbishment.